Adaptive Verfahren zum Dienstgüte Management in Beyond 3G mobilen Kommunikationsnetzen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mobile Kommunikationssysteme der dritten und weiteren Generationen (Beyond 3G) wie das Universal Mobile Telekommunikation System (UMTS) sollen den mobilen Zugriff nicht nur auf E-mail und das Web ermöglichen sondern auch Video Streaming sowie interaktive Videokonferenzen unterstützen. Derartige UMTS Applikationen erfordern die Einhaltung von Dienstgüte (QoS). Die von der 3GPP vorgeschlagene QoS Architektur für UMTS sieht ein statisches QoS Management vor, welches nicht flexibel auf Veränderungen in der Verkehrslast reagieren kann. Somit wird sowohl die maximal mögliche Dienstgüte nicht bereitgestellt als auch der mögliche Durchsatz für Realzeitdienste nicht optimiert. Basierend auf dem in (Lindemann, Lohmann, Thümmler 2002) vorgestellten Offline-Verfahren zum QoS Management wurden in der ersten von der DFG geförderten Phase des Projekts Online-Verfahren für das QoS Management in UMTS entwickelt. Als wesentliche Erweiterung werden die optimalen Werte der Systemparameter der Zugangskontrolle (Admission Control) und des Schedulers für Datenpakete bei diesen Online-Verfahren mittels geschlossener Formeln bzw. durch Analyse eines Markov Modells während des Netzbetriebs bestimmt. In der zweiten Phase des Forschungsvorhabens wurde ein adaptives Verfahren zur Steuerung der Zugangskontrolle (Admission Control) und des Handovers in heterogenen UMTS/WLAN Funkzugangsnetzen entwickelt. Das Verfahren besteht aus vier unabhängig-interagierenden Komponenten, welche Entscheidungen über adaptive Zugangskontrolle und Handover unter Berücksichtigung der unterschiedlichen QoS Anforderungen in heterogenen UMTS/WLAN Netze treffen. Des weiteren haben wir eine umfassende Leistungsstudie von TCP NewReno und TCP Vegas für mobile Ad-Hoc-Netze mit IEEE 802.11 Funktechnologie ohne Internet-Anbindung erstellt. Basierend auf den Ergebnissen der Studie wurde eine neue TCP Variante für derartige Netze entwickelt, welche eine hybride ratenbasierte/fensterbasierte Fluss- und Überlastkontrolle verwendet, um Durchsatz und Fairness von TCP zu verbessern und zugleich die Kompatibilität zu anderen Varianten des TCP-Protokolls zu bewahren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Adaptive Call Admission Control for QoS/Revenue Optimization in CDMA Cellular Networks, Wireless Networks (ACM WINET) 10, 457-472, 2004
C. Lindemann, M. Lohmann, and A. Thümmler
- TCP with Adaptive Pacing for Multihop Wireless Networks, Proc. 6th Int. Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing (ACM MobiHoc 2005), Urbana-Champaign, IL, USA, May 2005
S. ElRakabawy, A. Klemm, and C. Lindemann
